JP2004191580A - 熱定着装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱定着装置において、定着回転部材の熱を奪うことなく安定した定着を可能としつつ、効率的に逆転写を防止する。
【解決手段】定着ケース７０内には、送風口８２から定着ケース内に送り込んだ送風ファン８４の風をクリーニングローラ（クリーニング部材）７４に沿って複写機の奥側へと導く送風路８６を形成する。送風路は、定着ケース７０と、その定着ケース内で定着ローラ３０に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧ローラ（加圧回転部材）３２と、その加圧ローラに、シート搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニングローラ７４と、シート入口７１に設けて、未定着トナー画像を有するシートを案内して定着ニップに挿入する搬送ガイド８５とで囲んで形成してなる。
【選択図】 図５
【解決手段】定着ケース７０内には、送風口８２から定着ケース内に送り込んだ送風ファン８４の風をクリーニングローラ（クリーニング部材）７４に沿って複写機の奥側へと導く送風路８６を形成する。送風路は、定着ケース７０と、その定着ケース内で定着ローラ３０に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧ローラ（加圧回転部材）３２と、その加圧ローラに、シート搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニングローラ７４と、シート入口７１に設けて、未定着トナー画像を有するシートを案内して定着ニップに挿入する搬送ガイド８５とで囲んで形成してなる。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して、シート・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像転写後の記録媒体を定着回転部材と加圧回転部材間に通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真式の画像形成装置では、内部に熱源を有する定着ローラ等の定着回転部材に、加圧ローラ等の加圧回転部材を押し当て、それらの間に画像転写後の記録媒体を通してその記録媒体を搬送しながら、その記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置を備えるものが主である。
【０００３】
この種の熱定着装置では、記録媒体上のトナーが定着回転部材に付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象を生ずることがある。このようなオフセットを生ずると、オフセットしたトナーが加圧回転部材にも付着し、それら定着回転部材および加圧回転部材から記録媒体に逆転写して記録媒体を汚すことが知られている。
【０００４】
このようなオフセットを防止すべく、従来の熱定着装置では、例えば定着回転部材の表面にフッ素コートなどを施していた。しかし、環境条件や記録媒体の種類などによって、オフセットを完全に防止することは難しく、なお逆転写を生ずる問題があった。
【０００５】
そこで、従来の熱定着装置では、定着回転部材や加圧回転部材に接触してクリーニングローラ等のクリーニング部材を設け、定着回転部材や加圧回転部材に付着したトナーを除去するものがある。すなわち、表面離型性を向上した定着回転部材や加圧回転部材に対して無垢の金属材料でつくったクリーニング部材を押し当てることにより、表面離型性の差からトナーを除去するものがあった。
【０００６】
ところで、近年、画像形成装置では、エネルギの無駄な消費を防止すべく、待機時には熱源への通電を停止し、画像形成の開始に合わせてはじめて熱源へと通電して定着回転部材を定着温度まで昇温するようになってきている。このため、定着回転部材は、温度応答性を向上する必要があり、例えば定着ローラであれば、肉厚を１ｍｍ以下にして定着温度までの昇温時間を１０秒程度まで短縮している。
【０００７】
このような画像形成装置にあっては、定着回転部材の熱容量が小さいため、定着時における記録媒体への熱移動、定着回転部材に接触する部材への熱移動、定着回転部材まわりの風の流れなどの影響を受けやすく、定着回転部材の温度分布が幅方向で不均一となりやすい問題があった。そして、定着回転部材の全領域にわたり温度分布を均一にすることは、スペース的およびコスト的に不可能であった。
【０００８】
定着回転部材の温度分布が幅方向で不均一となると、定着性能が不安定となるとともに、オフセットが発生しやすく、また熱劣化により定着回転部材の寿命が短くなりやすいなどの問題を生ずる。特に重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、クリーニング部材に付着堆積したトナー塊が再溶融して記録媒体に逆転写するという問題があった。これは、粉砕法により製造した粉砕トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が高い溶けにくいトナーがクリーニング部材に付着するが、重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が低い普通のトナーがクリーニング部材に付着するからである。
【０００９】
この問題は、通紙可能な最大サイズに比較して、小サイズの記録媒体を通紙する場合に特に顕著に生じた。なぜなら、小サイズの場合は、通紙領域が狭く定着回転部材に接する面積が小さいことから、その狭い領域でのみ温度が下がり、その部分に対応した温度検知手段が熱源の点灯を指示することから、非通紙領域の温度まで不必要に上昇し、その非通紙領域に対応するクリーニング部材上のトナーが溶融して逆転写するからである。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３２５５５０号公報
さて、このような逆転写の問題を解決すべく、従来の熱定着装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、定着ローラの温度分布を幅方向で均一とするため、風を当てて定着ローラの非通紙領域の温度の上がり過ぎを防止するものがある。
【００１１】
【特許文献２】特開２００２−１２３１１９号公報
また、例えば特許文献２に記載されるように、クリーニングローラに沿って通風孔を設けてクリーニングローラの回転とともに熱定着装置内の空気を循環し、クリーニングローラの温度上昇を防ぐものがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者は、定着ローラに直接風を送り込むから、定着ローラの肉厚が１ｍｍ以下で熱容量が小さい場合には、定着ローラの温度変化が激しく、安定した定着を行うことができない問題があった。
【００１３】
他方、後者は、通風孔を通して抜ける熱量よりも、クリーニングローラが加圧ローラから受ける熱量の方がはるかに大きいことから、十分な冷却効果を得ることができない問題があった。
【００１４】
そこで、この発明の第１の目的は、上述したような熱定着装置において、定着回転部材の熱を奪うことなく安定した定着を可能としつつ、効率的に逆転写を防止することにある。
【００１５】
この発明の第２の目的は、冷却不足となったり冷却し過ぎたりすることなく、クリーニング部材を有効に冷却することにある。
【００１６】
この発明の第３の目的は、クリーニング部材を記録媒体搬送方向と直交する方向にムラなく均一に冷却することにある。
【００１７】
この発明の第４の目的は、上記目的を達成した熱定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
定着ケース内に、記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を搬送ガイドで案内して定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記定着ケースと加圧回転部材とクリーニング部材と搬送ガイドとで囲んで、送風装置の風をクリーニング部材に沿って導く送風路を形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材の端部に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
加圧回転部材でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置において、送風装置で、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れてクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置において、送風装置を複数備え、それら複数の送風装置で、記録媒体搬送方向と直交する方向に分断してそれぞれ格別にクリーニング部材に沿って風を流す、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材をヒートパイプそのもので形成する、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材内にヒートパイプを内蔵する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし９のいずれか１に記載の熱定着装置を備える、ことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成を示す。
【００２９】
図中符号１００は、複写機装置本体である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００を取り付け、シートバンク３００上に載置してなる。また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置４００を取り付けてなる。
【００３０】
複写機装置本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１０を設ける。この感光体１０のまわりには、図中左側に配置する帯電装置１１から、感光体１０の回転方向（反時計方向）Ａに順に、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４を配置してなる。
【００３１】
そのうち、現像装置１２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像ローラを用いて付着して感光体１０上の静電潜像を可視像化する。
【００３２】
また、転写装置１３は、上下のローラ１５・１６の間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当ててなる。
【００３３】
図１中帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に設けるものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。
【００３４】
また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００の後述するシートカセット６１から送り出したシートＳを転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有してなる。
【００３５】
そして、そのシート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置にレジストローラ２１を設ける。また、感光体１０の下流位置には、熱定着装置２２を設ける。詳しくは後述する熱定着装置２２には、定着ローラ（定着回転部材）３０と加圧ローラ（加圧回転部材）３２を設ける。
【００３６】
そのような熱定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８を設ける。そして、その先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部（排出位置）３９を設けてなる。
【００３７】
複写機装置本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてなる。そのスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。そのシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ６６を備えてなる。
【００３８】
現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設けてなる。
【００３９】
画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス５７を備えてなる。
【００４０】
そのコンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿セット位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備えてなる。
【００４１】
シートバンク３００には、内部に、記録媒体であるシート・ＯＨＰフィルム等のうちシートＳを収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６を備える。
【００４２】
なお、複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８に、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。
【００４３】
さて、いまこの複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。
【００４４】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動してから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動する。
【００４５】
画像読取装置２００を駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
【００４６】
また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１１で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【００４７】
また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の、選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１０の右側へと送り込む。
【００４８】
または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の右側へと送り込む。
【００４９】
それから、感光体１０の右側へと送り込んだシートＳに、図示例では転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去して帯電装置１１からはじまる次の画像形成に備える。
【００５０】
一方、画像転写後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送して熱定着装置２２に入れ、定着ローラ３０と加圧ローラ３２間に通して搬送しながら、それらにより熱と圧力を加えてシートＳ上のトナー画像を定着する。その後、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８により、シートに腰をつけて、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。
【００５１】
なお、シートの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシートを、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラ４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。
【００５２】
図２には、図１の複写機に備える熱定着装置まわりの拡大概略構成を示す。
図中符号７０は、熱定着装置２２のまわりを被う定着ケースである。定着ケース７０は、細長な箱形状で、シート搬送路Ｒに沿って下面にシート入口７１を、上面にシート出口７２を設けてなる。
【００５３】
そのような定着ケース７０内に、図示例では、上述したように定着回転部材として定着ローラ３０を、加圧回転部材として加圧ローラ３２をそれぞれ回転自在に設けてなる。
【００５４】
定着ローラ３０は、例えば肉厚１ｍｍ以下のアルミニウム製のローラを用いて温度応答性を向上し、定着温度までの昇温時間を１０秒程度にまで短縮するようにしている。鉄を用いると、さらに薄くすることができるが、腐食のおそれがあるので錆の発生を防止する必要がある。そして、表面には、フッ素コート処理を施し、内部に、赤外線ヒータ等の熱源２３を備える。熱源２３は、図示例では、２つであるが、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００５５】
そのような定着ローラ３０のまわりには、シート分離部材７５を設ける。シート分離部材７５は、支点を中心として回動自在に支持し、スプリング７６で付勢して爪先端を定着ローラ３０の周面に押し当ててなる。そして、定着ローラ３０と加圧ローラ３２のニップ位置を通過して定着ローラ３０に密着するシートＳを定着ローラ３０から引き剥がし、シート出口７２へと導く。
【００５６】
また、定着ローラ３０のまわりには、その周面に接触してサーミスタ（温度検知手段）２８およびサーモスタット２９を設ける。そして、サーミスタ２８で定着ローラ３０の温度を検知し、その検知結果に基づき熱源２３をオンオフして定着ローラ３０を所定温度に保持する。
【００５７】
他方、加圧ローラ３２は、表面をシリコーンゴムなどで被覆して備え、加圧スプリング２５で加圧アーム２６を支点２７を中心として反時計まわりに回動するように付勢して、その加圧アーム２６で付勢して定着ローラ３０に押し当て、それらの間に定着ニップを形成してなる。
【００５８】
また、加圧ローラ３２の周面には、クリーニング部材をシート搬送方向と直交する方向に接触する。クリーニング部材としては、パットでもブレードでもよく、金属性でもゴム製などでもよいが、図示例では、鋼棒や鋼管にめっきを施したり、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属管を基材としたりした金属製のクリーニングローラ７４を用いる。そして、このクリーニングローラで加圧ローラ３２に付着したトナーを除去する。
【００５９】
加圧ローラ３２は、シリコーンゴムなどの代りに、表面をスポンジで構成すると、定着ローラ３０のばらつきを拾わないようにしてクリーニングローラ７４の温度ばらつきを少なくすることができる。
【００６０】
なお、図２中符号７７は、シート搬送路Ｒに沿って複数備え、シートＳの通過を検知するシート検知センサである。
【００６１】
図３には、図１に示す熱定着装置２２の温度制御を示す。
図３に示すとおり、熱定着装置２２は、複写機の電源をオンすると、直ちに熱源２３をオンしてウォームアップ状態に入り、定着ローラ３０の温度が所定温度Ｔ℃に達したことをサーミスタ２８で検知すると、スタンバイ状態となる。そして、熱源２３をオフし、定着ローラ３０の温度が定着温度から一定以下になると、熱源２３を再びオンし、定着ローラ３０を加熱して所定温度Ｔ℃に戻すようにして所定温度Ｔ℃を保持する。
【００６２】
このスタンバイ状態で、画像転写後のシートＳが定着ニップを通過すると、定着ローラ３０の熱を奪い、定着ローラ３０の温度は大幅に低下する。しかし、熱源２３により熱せられて、定着ローラ３０は、すぐに所定温度Ｔ℃を回復する。
【００６３】
図４には、図１に示す熱定着装置２２の正面側端部を示す。
熱定着装置２２は、定着ケース７０の正面側側板８１の下部に送風口８２を設ける。また、正面側側板８１の外側にダクト８３を上下向きに取り付けて下部でその送風口８２を被うようにする。ダクト８３は、頂面上に送風ファン（送風装置）８４を取り付け、その送風ファン８４で外気を取り入れてダクト８３を通して下部の送風口８２から定着ケース７０内に風を送り込むようになっている。
【００６４】
図５には、正面側側板８１を省略して熱定着装置をさらに拡大して示す。
この図５から判るとおり、定着ケース７０内には、送風口８２から定着ケース７０内に送り込んだ送風ファン８４の風をクリーニングローラ７４に沿って複写機の奥側へと導く送風路８６を形成する。送風路８６は、定着ケース７０と、その定着ケース７０内で定着ローラ３０に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧ローラ３２と、その加圧ローラ３２に、シート搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニングローラ７４と、シート入口７１に設けて、未定着トナー画像を有するシートＳを案内して定着ニップに挿入する搬送ガイド８５とで囲んで形成してなる。
【００６５】
これにより、送風ファン８４の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風ファン８４の風を逃がさずに直接当ててクリーニングローラ７４を冷却し、そのクリーニングローラ７４上のトナーの溶融を防いで効率的に逆転写を防止することができる。
【００６６】
なお、送風ファン８４として、図示例ではシロッコファンを用いるが、軸流ファンやポンプのようなもので代用してもよい。
【００６７】
図６には、上述した熱定着装置２２において、はがきサイズのシートＳ約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラ７４の温度を、風量が０．０５ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１５ｍ３／ｍｉｎのときに分けて示す。Ａ〜Ｅは、温度測定位置を示す。
【００６８】
この図６から判るとおり、風量が０．１ｍ３／ｍｉｎを下回ると、クリーニングローラ７４を十分に冷却することができず、トナーが溶融して逆転写を発生する。また、ここでクリーニングローラ７４の温度が中央のＣ位置を過ぎると、風量にさほど関係なくなるのは、正面側から取り入れた風が徐々に暖められて奥側に行くに連れ冷却効果を失うからである。
【００６９】
さらに、この図６から判るとおり、クリーニングローラ７４は、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位で温度が高くなる。図示例は、はがきサイズの場合であるが、Ａ５サイズの場合でも、Ｂ５サイズの場合でも、同様にシートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位で温度が高くなる。
【００７０】
図７には、熱定着装置２２におけるトナー逆転写防止構造の他例を示す。
そこで、例えばこの図７に示すように、クリーニングローラ７４に沿ってダクト９２を設け、そのダクト９２に、Ａサイズ、Ｂサイズ等の各種サイズに関し、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位に対向するように送風口９１を設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出して送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７１】
このようにすると、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすい、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７２】
図８には、クリーニングローラ７４をメンテナンス直前まで使用した場合におけるクリーニングローラ７４の汚れ具合を示す。ＡサイズとＢサイズの２種類を、それぞれ１０万枚ずつ通紙した場合を示している。
【００７３】
この図８から判るとおり、クリーニングローラ７４は、その端部付近で汚れが多い。これは、クリーニングローラ７４を両端部で支持するから、加圧ローラ３２に対する加圧力が端部でもっとも大きくなり、その端部でクリーニング力が高くなってトナーを多く回収するからである。
【００７４】
そこで、図７の送風口９１をクリーニングローラ７４の端部に対向するように設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７５】
このようにすると、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすいクリーニングローラ７４の端部に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７６】
また、図８から判るとおり、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位の汚れが多い。これは、シートＳの端部は、紙粉の脱落が多く、その脱落した紙粉が定着ローラ３０に付着して離型性能を低下し、オフセット量を増大するからである。
【００７７】
そこで、図７の送風口９１を、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位に対向するように設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７８】
このようにすると、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすい、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７９】
この他にも、例えば複数の熱源２３を有する場合に、それらの複数の熱源２３がオーバーラップする個所や、定着ローラ３０が偏肉である場合に、熱容量が大きくなるその肉厚部分など、加圧ローラ３２でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニングローラ部位に対向するように送風口９０を設け、その送風口９０からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００８０】
このようにしても、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすいクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００８１】
さて、図７に示す例では、送風装置９０にシロッコファンを用いる。そして、そのシロッコファンを定着ケース７０の正面側に設置し、そのシロッコファンで０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れ、その外気をダクト９２で案内してシート搬送方向（記録媒体搬送方向）Ｇと直交する方向Ｈに送風し、クリーニングローラ７４に沿って流してそれを冷却する。
【００８２】
これにより、定着ローラ３０の熱が加圧ローラ３２を介してクリーニングローラ７４に伝わることがあったとしても、送風装置９０によりクリーニングローラ７４を冷却するので、クリーニングローラ７４上のトナーが溶融することを防ぎ、トナーが溶融して加圧ローラ３２に逆転写し、シートＳをトナーで汚すことを防止することができる。
【００８３】
定着を行うため、定着ローラ３０は、１５０℃位まで暖める。すると、加圧ローラ３２は１３０℃位まで上昇し、クリーニングローラ７４は１２０℃ほどとなる。クリーニングローラ７４が１００℃を越えると、逆転写を生ずるおそれがある。そこで、送風装置９０でクリーニングローラ７４を冷却することにより、クリーニングローラ７４を９０℃位にまで下げるようにする。
【００８４】
重合法により製造した重合トナーは、同一樹脂で粉砕法により製造したトナーに比べ、トナー粒子ごとの構成物質が均一に分散されていて粒子サイズ、形状が一定であるために、後述するクリーニングローラ７４に付着したトナーの貯蔵弾性率が低くなり、クリーニングローラ７４から付着トナーが溶け出す温度も低くなる。しかし、このような重合トナーを用いる場合においても、逆転写を有効に防止することができる。
【００８５】
送風装置９０で外気を吹き付けて、定着ローラ３０ではなく加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を冷却するので、定着ローラ３０に直接外気を当ててその熱を奪うことなく、定着効率を下げることがない。
【００８６】
また、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れクリーニングローラ７４に吹き付けて冷却するので、０．１ｍ３／ｍｉｎ未満の風量で冷却不足となったり、１．０ｍ３／ｍｉｎを越える風量で冷却し過ぎたりすることなく、クリーニングローラ７４を有効に冷却することができる。そして、加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を備えるので、安定した定着を可能としつつ逆転写を防止することができる。
【００８７】
図９には、トナー逆転写防止構造のさらにまた他例を示す。
クリーニングローラ７４は、加圧ローラ３２に直接押し当ててそれに付着したトナーを除去する場合に限らず、この図９に示すように加圧ローラ３２に押し当てるトナー除去部材９４を介して加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するものであってもよい。
【００８８】
図１０には、熱定着装置の他例の概略構成を示す。
上述した例では、いずれも定着回転部材および加圧回転部材の双方をローラとしたが、そのいずれか一方または双方をベルトとしてもよい。例えば図１０に示すように、定着回転部材を定着ローラ３０とし、加圧回転部材を２つのローラ９５に掛け回す加圧ベルト９６とする。
【００８９】
そして、図示例では、その加圧ベルト９６に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を備えるとともに、図示省略するが、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れクリーニングローラ７４に吹き付けてそのクリーニングローラ７４を冷却する送風装置９０を備える。
【００９０】
また、定着回転部材として、シリコーン、ニッケル、ポリイミドなどの薄いベルトを用いるようにしてもよい。
【００９１】
図１１には、またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す。
送風装置９０は、複数備え、それぞれ記録媒体搬送方向と直交する方向Ｈに分断してそれぞれ格別にクリーニングローラ７４に沿って流すようにしてもよい。
【００９２】
例えば図１１に示すように、シロッコファン、軸流ファン、ポンプなどの送風装置９０を２つ備え、例えば一方の送風装置９０Ａによりクリーニングローラ７４の一端側半分を冷却し、他方の送風装置９０Ｂによりダクト９２で案内して複数の送風口９１から送風してクリーニングローラ７４の他端側半分を冷却し、クリーニングローラ７４に沿って奥側へと流すようにする。ダクト９２は、定着ケース７０の外壁で形成してもよいが、熱定着装置２２から離した方がより外気温度に近い風を送り込むことができる。
【００９３】
図１２には、図１１に示す熱定着装置２２において、はがきサイズのシートＳ約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラ７４の温度を、風量が０．０５ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１５ｍ３／ｍｉｎのときに分けて示す。Ａ〜Ｅは、図１１と同様に、温度測定位置を示す。
【００９４】
この図１２からも、風量が０．１ｍ３／ｍｉｎを下回ると、クリーニングローラ７４を十分に冷却することができず、トナーが溶融して逆転写を発生することが判る。また、図６と比較すれば明らかなとおり、この例によれば、中央のＣ位置を過ぎてからのクリーニングローラ７４の温度上昇を抑制することができる。
【００９５】
図１３（Ａ）および（Ｂ）には、またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す。
【００９６】
図１３に示すトナー逆転写防止構造では、クリーニングローラ７４の両端を軸受９７を介して側板８１で支持する。そして、軸受９７をスプリング９８で付勢してクリーニングローラ７４を加圧ローラ３２に押し当て、加圧ローラ３２の回転に従動してクリーニングローラ７４が回転するようにする。
【００９７】
ここで、クリーニングローラ７４は、ヒートパイプそのもので形成し、または内部にヒートパイプを内蔵するようにする。
【００９８】
図１４には、ヒートパイプの原理を示す。
ヒートパイプは、例えばこの図１４に示すように、銅管を減圧密封して、純水やアルコールなどの作動液を同時に封入してなる。ヒートパイプ内の作動液は、減圧されているから、非常に蒸発しやすい状態になっており、ヒートパイプの各部分に温度差を生ずると、その温度が高い部分で中身の作動液が蒸発して気化熱を管から奪い、圧力が高くなって温度の低い方へ移動し、そこで冷やされて再び液体に戻ることで潜熱を落とし、毛細管現象等で作動液を循環し、管全体を均一に冷却して同じ温度とする。
【００９９】
ヒートパイプの性能をもっとも生かすには、熱伝導のよい金属をクリーニングローラ７４の表面に使うとよく、腐食、コスト、強度などを考えると、アルミニウムを選択することが好ましい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、定着ケースと加圧回転部材とクリーニング部材と搬送ガイドとで囲んで、送風装置の風をクリーニング部材に沿って導く送風路を形成するので、送風装置の風が送風路を通して定着回転部材に当たらないようにし、定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風を逃がすことなく、トナーが付着したクリーニング部材に直接当てて効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０１】
請求項２に係る発明によれば、クリーニング部材の端部に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすいクリーニング部材の端部に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０２】
請求項３に係る発明によれば、記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすい、記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０３】
請求項４に係る発明によれば、記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすい、記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０４】
請求項５に係る発明によれば、加圧回転部材でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすいクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０５】
請求項６に係る発明によれば、送風装置で、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れてクリーニング部材に沿って流すので、冷却不足となったり冷却し過ぎたりすることなく、クリーニング部材を有効に冷却することができる。
【０１０６】
請求項７に係る発明によれば、送風装置を複数備え、それら複数の送風装置で、記録媒体搬送方向と直交する方向に分断してそれぞれ格別にクリーニング部材に沿って風を流すので、複数の送風装置を用いてそれぞれクリーニング部材を記録媒体搬送方向と直交する方向に分けて万遍なく均一に冷却することができる。
【０１０７】
請求項８に係る発明によれば、クリーニング部材をヒートパイプそのもので形成するので、風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、クリーニング部材を均一に冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０８】
請求項９に係る発明によれば、クリーニング部材内にヒートパイプを内蔵するので、風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、クリーニング部材を均一に冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０９】
請求項１０に係る発明によれば、画像形成装置に、請求項１ないし９のいずれか１に記載の熱定着装置を備えるので、上記効果を有する熱定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成図である。
【図２】その複写機に備える熱定着装置まわりの拡大概略構成図である。
【図３】その熱定着装置の温度制御を示す図である。
【図４】その熱定着装置の正面側端部を示す斜視図である。
【図５】正面側側板を省略して熱定着装置をさらに拡大して示す正面図である。
【図６】図１の熱定着装置において、はがきサイズのシート約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラの温度を、風量ごとに分けて示す実験結果図である。
【図７】熱定着装置におけるトナー逆転写防止構造の他例を示す斜視図である。
【図８】クリーニングローラをメンテナンス直前まで使用した場合におけるクリーニングローラの汚れ具合を示す図である。
【図９】トナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１０】熱定着装置の他例の概略構成図である。
【図１１】またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１２】図１１の熱定着装置において、はがきサイズのシート約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラの温度を、風量ごとに分けて示す実験結果図である。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）はまたトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１４】ヒートパイプの原理を説明する説明図である。
【符号の説明】
２２ 熱定着装置
３０ 定着ローラ（定着回転部材）
３２ 加圧ローラ（加圧回転部材）
７０ 定着ケース
７４ クリーニングローラ（クリーニング部材）
８２ 送風口
８４ 送風ファン（送風装置）
８５ 搬送ガイド
８６ 送風路
９０ 送風装置
９０Ａ 送風装置
９０Ｂ 送風装置
９１ 送風口
９６ 加圧ベルト（加圧回転部材）
Ｓ シート（記録媒体）
Ｇ シート搬送方向（記録媒体搬送方向）
Ｈ 記録媒体搬送方向と直交する方向
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して、シート・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像転写後の記録媒体を定着回転部材と加圧回転部材間に通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真式の画像形成装置では、内部に熱源を有する定着ローラ等の定着回転部材に、加圧ローラ等の加圧回転部材を押し当て、それらの間に画像転写後の記録媒体を通してその記録媒体を搬送しながら、その記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置を備えるものが主である。
【０００３】
この種の熱定着装置では、記録媒体上のトナーが定着回転部材に付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象を生ずることがある。このようなオフセットを生ずると、オフセットしたトナーが加圧回転部材にも付着し、それら定着回転部材および加圧回転部材から記録媒体に逆転写して記録媒体を汚すことが知られている。
【０００４】
このようなオフセットを防止すべく、従来の熱定着装置では、例えば定着回転部材の表面にフッ素コートなどを施していた。しかし、環境条件や記録媒体の種類などによって、オフセットを完全に防止することは難しく、なお逆転写を生ずる問題があった。
【０００５】
そこで、従来の熱定着装置では、定着回転部材や加圧回転部材に接触してクリーニングローラ等のクリーニング部材を設け、定着回転部材や加圧回転部材に付着したトナーを除去するものがある。すなわち、表面離型性を向上した定着回転部材や加圧回転部材に対して無垢の金属材料でつくったクリーニング部材を押し当てることにより、表面離型性の差からトナーを除去するものがあった。
【０００６】
ところで、近年、画像形成装置では、エネルギの無駄な消費を防止すべく、待機時には熱源への通電を停止し、画像形成の開始に合わせてはじめて熱源へと通電して定着回転部材を定着温度まで昇温するようになってきている。このため、定着回転部材は、温度応答性を向上する必要があり、例えば定着ローラであれば、肉厚を１ｍｍ以下にして定着温度までの昇温時間を１０秒程度まで短縮している。
【０００７】
このような画像形成装置にあっては、定着回転部材の熱容量が小さいため、定着時における記録媒体への熱移動、定着回転部材に接触する部材への熱移動、定着回転部材まわりの風の流れなどの影響を受けやすく、定着回転部材の温度分布が幅方向で不均一となりやすい問題があった。そして、定着回転部材の全領域にわたり温度分布を均一にすることは、スペース的およびコスト的に不可能であった。
【０００８】
定着回転部材の温度分布が幅方向で不均一となると、定着性能が不安定となるとともに、オフセットが発生しやすく、また熱劣化により定着回転部材の寿命が短くなりやすいなどの問題を生ずる。特に重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、クリーニング部材に付着堆積したトナー塊が再溶融して記録媒体に逆転写するという問題があった。これは、粉砕法により製造した粉砕トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が高い溶けにくいトナーがクリーニング部材に付着するが、重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が低い普通のトナーがクリーニング部材に付着するからである。
【０００９】
この問題は、通紙可能な最大サイズに比較して、小サイズの記録媒体を通紙する場合に特に顕著に生じた。なぜなら、小サイズの場合は、通紙領域が狭く定着回転部材に接する面積が小さいことから、その狭い領域でのみ温度が下がり、その部分に対応した温度検知手段が熱源の点灯を指示することから、非通紙領域の温度まで不必要に上昇し、その非通紙領域に対応するクリーニング部材上のトナーが溶融して逆転写するからである。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３２５５５０号公報
さて、このような逆転写の問題を解決すべく、従来の熱定着装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、定着ローラの温度分布を幅方向で均一とするため、風を当てて定着ローラの非通紙領域の温度の上がり過ぎを防止するものがある。
【００１１】
【特許文献２】特開２００２−１２３１１９号公報
また、例えば特許文献２に記載されるように、クリーニングローラに沿って通風孔を設けてクリーニングローラの回転とともに熱定着装置内の空気を循環し、クリーニングローラの温度上昇を防ぐものがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者は、定着ローラに直接風を送り込むから、定着ローラの肉厚が１ｍｍ以下で熱容量が小さい場合には、定着ローラの温度変化が激しく、安定した定着を行うことができない問題があった。
【００１３】
他方、後者は、通風孔を通して抜ける熱量よりも、クリーニングローラが加圧ローラから受ける熱量の方がはるかに大きいことから、十分な冷却効果を得ることができない問題があった。
【００１４】
そこで、この発明の第１の目的は、上述したような熱定着装置において、定着回転部材の熱を奪うことなく安定した定着を可能としつつ、効率的に逆転写を防止することにある。
【００１５】
この発明の第２の目的は、冷却不足となったり冷却し過ぎたりすることなく、クリーニング部材を有効に冷却することにある。
【００１６】
この発明の第３の目的は、クリーニング部材を記録媒体搬送方向と直交する方向にムラなく均一に冷却することにある。
【００１７】
この発明の第４の目的は、上記目的を達成した熱定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
定着ケース内に、記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を搬送ガイドで案内して定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記定着ケースと加圧回転部材とクリーニング部材と搬送ガイドとで囲んで、送風装置の風をクリーニング部材に沿って導く送風路を形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材の端部に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
加圧回転部材でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置において、送風装置で、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れてクリーニング部材に沿って流す、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置において、送風装置を複数備え、それら複数の送風装置で、記録媒体搬送方向と直交する方向に分断してそれぞれ格別にクリーニング部材に沿って風を流す、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材をヒートパイプそのもので形成する、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を定着ニップに挿入し、定着回転部材と加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
クリーニング部材内にヒートパイプを内蔵する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし９のいずれか１に記載の熱定着装置を備える、ことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成を示す。
【００２９】
図中符号１００は、複写機装置本体である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００を取り付け、シートバンク３００上に載置してなる。また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置４００を取り付けてなる。
【００３０】
複写機装置本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１０を設ける。この感光体１０のまわりには、図中左側に配置する帯電装置１１から、感光体１０の回転方向（反時計方向）Ａに順に、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４を配置してなる。
【００３１】
そのうち、現像装置１２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像ローラを用いて付着して感光体１０上の静電潜像を可視像化する。
【００３２】
また、転写装置１３は、上下のローラ１５・１６の間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当ててなる。
【００３３】
図１中帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に設けるものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。
【００３４】
また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００の後述するシートカセット６１から送り出したシートＳを転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有してなる。
【００３５】
そして、そのシート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置にレジストローラ２１を設ける。また、感光体１０の下流位置には、熱定着装置２２を設ける。詳しくは後述する熱定着装置２２には、定着ローラ（定着回転部材）３０と加圧ローラ（加圧回転部材）３２を設ける。
【００３６】
そのような熱定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８を設ける。そして、その先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部（排出位置）３９を設けてなる。
【００３７】
複写機装置本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてなる。そのスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。そのシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ６６を備えてなる。
【００３８】
現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設けてなる。
【００３９】
画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス５７を備えてなる。
【００４０】
そのコンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿セット位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備えてなる。
【００４１】
シートバンク３００には、内部に、記録媒体であるシート・ＯＨＰフィルム等のうちシートＳを収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６を備える。
【００４２】
なお、複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８に、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。
【００４３】
さて、いまこの複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。
【００４４】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動してから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動する。
【００４５】
画像読取装置２００を駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
【００４６】
また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１１で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【００４７】
また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の、選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１０の右側へと送り込む。
【００４８】
または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の右側へと送り込む。
【００４９】
それから、感光体１０の右側へと送り込んだシートＳに、図示例では転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去して帯電装置１１からはじまる次の画像形成に備える。
【００５０】
一方、画像転写後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送して熱定着装置２２に入れ、定着ローラ３０と加圧ローラ３２間に通して搬送しながら、それらにより熱と圧力を加えてシートＳ上のトナー画像を定着する。その後、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８により、シートに腰をつけて、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。
【００５１】
なお、シートの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシートを、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラ４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。
【００５２】
図２には、図１の複写機に備える熱定着装置まわりの拡大概略構成を示す。
図中符号７０は、熱定着装置２２のまわりを被う定着ケースである。定着ケース７０は、細長な箱形状で、シート搬送路Ｒに沿って下面にシート入口７１を、上面にシート出口７２を設けてなる。
【００５３】
そのような定着ケース７０内に、図示例では、上述したように定着回転部材として定着ローラ３０を、加圧回転部材として加圧ローラ３２をそれぞれ回転自在に設けてなる。
【００５４】
定着ローラ３０は、例えば肉厚１ｍｍ以下のアルミニウム製のローラを用いて温度応答性を向上し、定着温度までの昇温時間を１０秒程度にまで短縮するようにしている。鉄を用いると、さらに薄くすることができるが、腐食のおそれがあるので錆の発生を防止する必要がある。そして、表面には、フッ素コート処理を施し、内部に、赤外線ヒータ等の熱源２３を備える。熱源２３は、図示例では、２つであるが、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００５５】
そのような定着ローラ３０のまわりには、シート分離部材７５を設ける。シート分離部材７５は、支点を中心として回動自在に支持し、スプリング７６で付勢して爪先端を定着ローラ３０の周面に押し当ててなる。そして、定着ローラ３０と加圧ローラ３２のニップ位置を通過して定着ローラ３０に密着するシートＳを定着ローラ３０から引き剥がし、シート出口７２へと導く。
【００５６】
また、定着ローラ３０のまわりには、その周面に接触してサーミスタ（温度検知手段）２８およびサーモスタット２９を設ける。そして、サーミスタ２８で定着ローラ３０の温度を検知し、その検知結果に基づき熱源２３をオンオフして定着ローラ３０を所定温度に保持する。
【００５７】
他方、加圧ローラ３２は、表面をシリコーンゴムなどで被覆して備え、加圧スプリング２５で加圧アーム２６を支点２７を中心として反時計まわりに回動するように付勢して、その加圧アーム２６で付勢して定着ローラ３０に押し当て、それらの間に定着ニップを形成してなる。
【００５８】
また、加圧ローラ３２の周面には、クリーニング部材をシート搬送方向と直交する方向に接触する。クリーニング部材としては、パットでもブレードでもよく、金属性でもゴム製などでもよいが、図示例では、鋼棒や鋼管にめっきを施したり、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属管を基材としたりした金属製のクリーニングローラ７４を用いる。そして、このクリーニングローラで加圧ローラ３２に付着したトナーを除去する。
【００５９】
加圧ローラ３２は、シリコーンゴムなどの代りに、表面をスポンジで構成すると、定着ローラ３０のばらつきを拾わないようにしてクリーニングローラ７４の温度ばらつきを少なくすることができる。
【００６０】
なお、図２中符号７７は、シート搬送路Ｒに沿って複数備え、シートＳの通過を検知するシート検知センサである。
【００６１】
図３には、図１に示す熱定着装置２２の温度制御を示す。
図３に示すとおり、熱定着装置２２は、複写機の電源をオンすると、直ちに熱源２３をオンしてウォームアップ状態に入り、定着ローラ３０の温度が所定温度Ｔ℃に達したことをサーミスタ２８で検知すると、スタンバイ状態となる。そして、熱源２３をオフし、定着ローラ３０の温度が定着温度から一定以下になると、熱源２３を再びオンし、定着ローラ３０を加熱して所定温度Ｔ℃に戻すようにして所定温度Ｔ℃を保持する。
【００６２】
このスタンバイ状態で、画像転写後のシートＳが定着ニップを通過すると、定着ローラ３０の熱を奪い、定着ローラ３０の温度は大幅に低下する。しかし、熱源２３により熱せられて、定着ローラ３０は、すぐに所定温度Ｔ℃を回復する。
【００６３】
図４には、図１に示す熱定着装置２２の正面側端部を示す。
熱定着装置２２は、定着ケース７０の正面側側板８１の下部に送風口８２を設ける。また、正面側側板８１の外側にダクト８３を上下向きに取り付けて下部でその送風口８２を被うようにする。ダクト８３は、頂面上に送風ファン（送風装置）８４を取り付け、その送風ファン８４で外気を取り入れてダクト８３を通して下部の送風口８２から定着ケース７０内に風を送り込むようになっている。
【００６４】
図５には、正面側側板８１を省略して熱定着装置をさらに拡大して示す。
この図５から判るとおり、定着ケース７０内には、送風口８２から定着ケース７０内に送り込んだ送風ファン８４の風をクリーニングローラ７４に沿って複写機の奥側へと導く送風路８６を形成する。送風路８６は、定着ケース７０と、その定着ケース７０内で定着ローラ３０に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧ローラ３２と、その加圧ローラ３２に、シート搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニングローラ７４と、シート入口７１に設けて、未定着トナー画像を有するシートＳを案内して定着ニップに挿入する搬送ガイド８５とで囲んで形成してなる。
【００６５】
これにより、送風ファン８４の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風ファン８４の風を逃がさずに直接当ててクリーニングローラ７４を冷却し、そのクリーニングローラ７４上のトナーの溶融を防いで効率的に逆転写を防止することができる。
【００６６】
なお、送風ファン８４として、図示例ではシロッコファンを用いるが、軸流ファンやポンプのようなもので代用してもよい。
【００６７】
図６には、上述した熱定着装置２２において、はがきサイズのシートＳ約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラ７４の温度を、風量が０．０５ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１５ｍ３／ｍｉｎのときに分けて示す。Ａ〜Ｅは、温度測定位置を示す。
【００６８】
この図６から判るとおり、風量が０．１ｍ３／ｍｉｎを下回ると、クリーニングローラ７４を十分に冷却することができず、トナーが溶融して逆転写を発生する。また、ここでクリーニングローラ７４の温度が中央のＣ位置を過ぎると、風量にさほど関係なくなるのは、正面側から取り入れた風が徐々に暖められて奥側に行くに連れ冷却効果を失うからである。
【００６９】
さらに、この図６から判るとおり、クリーニングローラ７４は、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位で温度が高くなる。図示例は、はがきサイズの場合であるが、Ａ５サイズの場合でも、Ｂ５サイズの場合でも、同様にシートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位で温度が高くなる。
【００７０】
図７には、熱定着装置２２におけるトナー逆転写防止構造の他例を示す。
そこで、例えばこの図７に示すように、クリーニングローラ７４に沿ってダクト９２を設け、そのダクト９２に、Ａサイズ、Ｂサイズ等の各種サイズに関し、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位に対向するように送風口９１を設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出して送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７１】
このようにすると、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすい、シートＳの両側縁外側に対応するクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７２】
図８には、クリーニングローラ７４をメンテナンス直前まで使用した場合におけるクリーニングローラ７４の汚れ具合を示す。ＡサイズとＢサイズの２種類を、それぞれ１０万枚ずつ通紙した場合を示している。
【００７３】
この図８から判るとおり、クリーニングローラ７４は、その端部付近で汚れが多い。これは、クリーニングローラ７４を両端部で支持するから、加圧ローラ３２に対する加圧力が端部でもっとも大きくなり、その端部でクリーニング力が高くなってトナーを多く回収するからである。
【００７４】
そこで、図７の送風口９１をクリーニングローラ７４の端部に対向するように設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７５】
このようにすると、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすいクリーニングローラ７４の端部に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７６】
また、図８から判るとおり、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位の汚れが多い。これは、シートＳの端部は、紙粉の脱落が多く、その脱落した紙粉が定着ローラ３０に付着して離型性能を低下し、オフセット量を増大するからである。
【００７７】
そこで、図７の送風口９１を、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位に対向するように設け、その送風口９１からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００７８】
このようにすると、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすい、シートＳの未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００７９】
この他にも、例えば複数の熱源２３を有する場合に、それらの複数の熱源２３がオーバーラップする個所や、定着ローラ３０が偏肉である場合に、熱容量が大きくなるその肉厚部分など、加圧ローラ３２でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニングローラ部位に対向するように送風口９０を設け、その送風口９０からクリーニングローラ７４に向けて送り出し、その位置から奥側に向けて送風装置９０の風をクリーニングローラ７４に沿って流すようにするとよい。
【００８０】
このようにしても、同様に、送風装置９０の風が定着ローラ３０に当たらないようにして定着ローラ３０の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置９０の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすいクリーニングローラ部位に当て、クリーニングローラ７４を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【００８１】
さて、図７に示す例では、送風装置９０にシロッコファンを用いる。そして、そのシロッコファンを定着ケース７０の正面側に設置し、そのシロッコファンで０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れ、その外気をダクト９２で案内してシート搬送方向（記録媒体搬送方向）Ｇと直交する方向Ｈに送風し、クリーニングローラ７４に沿って流してそれを冷却する。
【００８２】
これにより、定着ローラ３０の熱が加圧ローラ３２を介してクリーニングローラ７４に伝わることがあったとしても、送風装置９０によりクリーニングローラ７４を冷却するので、クリーニングローラ７４上のトナーが溶融することを防ぎ、トナーが溶融して加圧ローラ３２に逆転写し、シートＳをトナーで汚すことを防止することができる。
【００８３】
定着を行うため、定着ローラ３０は、１５０℃位まで暖める。すると、加圧ローラ３２は１３０℃位まで上昇し、クリーニングローラ７４は１２０℃ほどとなる。クリーニングローラ７４が１００℃を越えると、逆転写を生ずるおそれがある。そこで、送風装置９０でクリーニングローラ７４を冷却することにより、クリーニングローラ７４を９０℃位にまで下げるようにする。
【００８４】
重合法により製造した重合トナーは、同一樹脂で粉砕法により製造したトナーに比べ、トナー粒子ごとの構成物質が均一に分散されていて粒子サイズ、形状が一定であるために、後述するクリーニングローラ７４に付着したトナーの貯蔵弾性率が低くなり、クリーニングローラ７４から付着トナーが溶け出す温度も低くなる。しかし、このような重合トナーを用いる場合においても、逆転写を有効に防止することができる。
【００８５】
送風装置９０で外気を吹き付けて、定着ローラ３０ではなく加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を冷却するので、定着ローラ３０に直接外気を当ててその熱を奪うことなく、定着効率を下げることがない。
【００８６】
また、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れクリーニングローラ７４に吹き付けて冷却するので、０．１ｍ３／ｍｉｎ未満の風量で冷却不足となったり、１．０ｍ３／ｍｉｎを越える風量で冷却し過ぎたりすることなく、クリーニングローラ７４を有効に冷却することができる。そして、加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を備えるので、安定した定着を可能としつつ逆転写を防止することができる。
【００８７】
図９には、トナー逆転写防止構造のさらにまた他例を示す。
クリーニングローラ７４は、加圧ローラ３２に直接押し当ててそれに付着したトナーを除去する場合に限らず、この図９に示すように加圧ローラ３２に押し当てるトナー除去部材９４を介して加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するものであってもよい。
【００８８】
図１０には、熱定着装置の他例の概略構成を示す。
上述した例では、いずれも定着回転部材および加圧回転部材の双方をローラとしたが、そのいずれか一方または双方をベルトとしてもよい。例えば図１０に示すように、定着回転部材を定着ローラ３０とし、加圧回転部材を２つのローラ９５に掛け回す加圧ベルト９６とする。
【００８９】
そして、図示例では、その加圧ベルト９６に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４を備えるとともに、図示省略するが、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れクリーニングローラ７４に吹き付けてそのクリーニングローラ７４を冷却する送風装置９０を備える。
【００９０】
また、定着回転部材として、シリコーン、ニッケル、ポリイミドなどの薄いベルトを用いるようにしてもよい。
【００９１】
図１１には、またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す。
送風装置９０は、複数備え、それぞれ記録媒体搬送方向と直交する方向Ｈに分断してそれぞれ格別にクリーニングローラ７４に沿って流すようにしてもよい。
【００９２】
例えば図１１に示すように、シロッコファン、軸流ファン、ポンプなどの送風装置９０を２つ備え、例えば一方の送風装置９０Ａによりクリーニングローラ７４の一端側半分を冷却し、他方の送風装置９０Ｂによりダクト９２で案内して複数の送風口９１から送風してクリーニングローラ７４の他端側半分を冷却し、クリーニングローラ７４に沿って奥側へと流すようにする。ダクト９２は、定着ケース７０の外壁で形成してもよいが、熱定着装置２２から離した方がより外気温度に近い風を送り込むことができる。
【００９３】
図１２には、図１１に示す熱定着装置２２において、はがきサイズのシートＳ約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラ７４の温度を、風量が０．０５ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１ｍ３／ｍｉｎのとき、０．１５ｍ３／ｍｉｎのときに分けて示す。Ａ〜Ｅは、図１１と同様に、温度測定位置を示す。
【００９４】
この図１２からも、風量が０．１ｍ３／ｍｉｎを下回ると、クリーニングローラ７４を十分に冷却することができず、トナーが溶融して逆転写を発生することが判る。また、図６と比較すれば明らかなとおり、この例によれば、中央のＣ位置を過ぎてからのクリーニングローラ７４の温度上昇を抑制することができる。
【００９５】
図１３（Ａ）および（Ｂ）には、またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す。
【００９６】
図１３に示すトナー逆転写防止構造では、クリーニングローラ７４の両端を軸受９７を介して側板８１で支持する。そして、軸受９７をスプリング９８で付勢してクリーニングローラ７４を加圧ローラ３２に押し当て、加圧ローラ３２の回転に従動してクリーニングローラ７４が回転するようにする。
【００９７】
ここで、クリーニングローラ７４は、ヒートパイプそのもので形成し、または内部にヒートパイプを内蔵するようにする。
【００９８】
図１４には、ヒートパイプの原理を示す。
ヒートパイプは、例えばこの図１４に示すように、銅管を減圧密封して、純水やアルコールなどの作動液を同時に封入してなる。ヒートパイプ内の作動液は、減圧されているから、非常に蒸発しやすい状態になっており、ヒートパイプの各部分に温度差を生ずると、その温度が高い部分で中身の作動液が蒸発して気化熱を管から奪い、圧力が高くなって温度の低い方へ移動し、そこで冷やされて再び液体に戻ることで潜熱を落とし、毛細管現象等で作動液を循環し、管全体を均一に冷却して同じ温度とする。
【００９９】
ヒートパイプの性能をもっとも生かすには、熱伝導のよい金属をクリーニングローラ７４の表面に使うとよく、腐食、コスト、強度などを考えると、アルミニウムを選択することが好ましい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、定着ケースと加圧回転部材とクリーニング部材と搬送ガイドとで囲んで、送風装置の風をクリーニング部材に沿って導く送風路を形成するので、送風装置の風が送風路を通して定着回転部材に当たらないようにし、定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風を逃がすことなく、トナーが付着したクリーニング部材に直接当てて効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０１】
請求項２に係る発明によれば、クリーニング部材の端部に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすいクリーニング部材の端部に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０２】
請求項３に係る発明によれば、記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまずトナーが付着して汚れやすく逆転写が起こりやすい、記録媒体の両側縁外側に対応するクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０３】
請求項４に係る発明によれば、記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、同様に、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすい、記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応するクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０４】
請求項５に係る発明によれば、加圧回転部材でもっとも温度が高くなる部分に対応するクリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口からクリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風をクリーニング部材に沿って流すので、送風装置の風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、送風装置の風をまず温度が高くなって逆転写が起こりやすいクリーニング部材部位に当て、クリーニング部材を冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０５】
請求項６に係る発明によれば、送風装置で、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れてクリーニング部材に沿って流すので、冷却不足となったり冷却し過ぎたりすることなく、クリーニング部材を有効に冷却することができる。
【０１０６】
請求項７に係る発明によれば、送風装置を複数備え、それら複数の送風装置で、記録媒体搬送方向と直交する方向に分断してそれぞれ格別にクリーニング部材に沿って風を流すので、複数の送風装置を用いてそれぞれクリーニング部材を記録媒体搬送方向と直交する方向に分けて万遍なく均一に冷却することができる。
【０１０７】
請求項８に係る発明によれば、クリーニング部材をヒートパイプそのもので形成するので、風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、クリーニング部材を均一に冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０８】
請求項９に係る発明によれば、クリーニング部材内にヒートパイプを内蔵するので、風が定着回転部材に当たらないようにして定着回転部材の熱を奪うことなく、安定した定着を可能としつつ、クリーニング部材を均一に冷却して効率的に逆転写を防止することができる。
【０１０９】
請求項１０に係る発明によれば、画像形成装置に、請求項１ないし９のいずれか１に記載の熱定着装置を備えるので、上記効果を有する熱定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成図である。
【図２】その複写機に備える熱定着装置まわりの拡大概略構成図である。
【図３】その熱定着装置の温度制御を示す図である。
【図４】その熱定着装置の正面側端部を示す斜視図である。
【図５】正面側側板を省略して熱定着装置をさらに拡大して示す正面図である。
【図６】図１の熱定着装置において、はがきサイズのシート約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラの温度を、風量ごとに分けて示す実験結果図である。
【図７】熱定着装置におけるトナー逆転写防止構造の他例を示す斜視図である。
【図８】クリーニングローラをメンテナンス直前まで使用した場合におけるクリーニングローラの汚れ具合を示す図である。
【図９】トナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１０】熱定着装置の他例の概略構成図である。
【図１１】またトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１２】図１１の熱定着装置において、はがきサイズのシート約２００枚に画像形成を行った場合におけるクリーニングローラの温度を、風量ごとに分けて示す実験結果図である。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）はまたトナー逆転写防止構造のさらに他例を示す説明図である。
【図１４】ヒートパイプの原理を説明する説明図である。
【符号の説明】
２２ 熱定着装置
３０ 定着ローラ（定着回転部材）
３２ 加圧ローラ（加圧回転部材）
７０ 定着ケース
７４ クリーニングローラ（クリーニング部材）
８２ 送風口
８４ 送風ファン（送風装置）
８５ 搬送ガイド
８６ 送風路
９０ 送風装置
９０Ａ 送風装置
９０Ｂ 送風装置
９１ 送風口
９６ 加圧ベルト（加圧回転部材）
Ｓ シート（記録媒体）
Ｇ シート搬送方向（記録媒体搬送方向）
Ｈ 記録媒体搬送方向と直交する方向
Claims (10)
- 定着ケース内に、記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を搬送ガイドで案内して前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記定着ケースと前記加圧回転部材と前記クリーニング部材と前記搬送ガイドとで囲んで、送風装置の風を前記クリーニング部材に沿って導く送風路を形成することを特徴とする、熱定着装置。 - 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記クリーニング部材の端部に対向して送風口を設け、その送風口から前記クリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風を前記クリーニング部材に沿って流すことを特徴とする、熱定着装置。 - 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の両側縁外側に対応する前記クリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口から前記クリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風を前記クリーニング部材に沿って流すことを特徴とする、熱定着装置。 - 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
記録媒体の未定着トナー画像の両側２０ｍｍに対応する前記クリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口から前記クリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風を前記クリーニング部材に沿って流すことを特徴とする、熱定着装置。 - 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記加圧回転部材でもっとも温度が高くなる部分に対応する前記クリーニング部材部位に対向して送風口を設け、その送風口から前記クリーニング部材に向けて送り出して送風装置の風を前記クリーニング部材に沿って流すことを特徴とする、熱定着装置。 - 前記送風装置で、０．１〜１．０ｍ３／ｍｉｎの風量の外気を取り入れて前記クリーニング部材に沿って流すことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置。
- 前記送風装置を複数備え、それら複数の送風装置で、記録媒体搬送方向と直交する方向に分断してそれぞれ格別に前記クリーニング部材に沿って風を流すことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の熱定着装置。
- 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記クリーニング部材をヒートパイプそのもので形成することを特徴とする、熱定着装置。 - 記録媒体を加熱する定着回転部材と、その定着回転部材に押し当ててそれとの間で定着ニップを形成する加圧回転部材と、その加圧回転部材に、記録媒体搬送方向と直交する方向に接触してそれに付着するトナーを除去するクリーニング部材とを備え、未定着トナー画像を有する記録媒体を前記定着ニップに挿入し、前記定着回転部材と前記加圧回転部材とで搬送しながらその記録媒体の未定着トナー画像を定着する熱定着装置において、
前記クリーニング部材内にヒートパイプを内蔵することを特徴とする、熱定着装置。 - 請求項１ないし９のいずれか１に記載の熱定着装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
Priority Applications (1)
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| JP2002358412A JP2004191580A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 熱定着装置、および画像形成装置 |
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| JP2002358412A JP2004191580A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 熱定着装置、および画像形成装置 |
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| JP2002358412A Pending JP2004191580A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 熱定着装置、および画像形成装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014174451A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Canon Inc | 画像加熱装置および画像形成装置 |
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2002
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